锡铅电镀的演进介绍

文章摘要：这种新式无氟的甲基磺酸镀锡铅，其流程与传统氟硼酸锡铅系列几乎完全相同，仅将进槽前的预浸液由10%的HBF3改成10%的OSA即可。不过其建浴费用却贵了很多(每公升约台币140元)。幸好液中不再使用Peptone，因而在臭味及对槽液的有机污染上都大为减低，免于活性炭的频繁处理。可使用钛篮及球形阴极，在阴极面积及镀层均匀上均较有利，其配方如下:组成份 配槽量 最佳参数甲基磺酸锡 53ml/l (原液含量300g/l) 15g/l二价锡离子 16g/l 14-22g/l 甲基磺酸铅 24ml/l (原液含量450g/l) 二价铅离子 11g/l 9-13g/l甲基磺酸 190g/l (原液含量950

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这种新式无氟的甲基磺酸镀锡铅，其流程与传统氟硼酸锡铅系列几乎完全相同，仅将进槽前的预浸液由10%的HBF3改成10%的OSA即可。不过其建浴费用却贵了很多(每公升约台币140元)。幸好液中不再使用Peptone，因而在臭味及对槽液的有机污染上都大为减低，免于活性炭的频繁处理。可使用钛篮及球形阴极，在阴极面积及镀层均匀上均较有利，其配方如下:
组成份 配槽量 最佳参数
甲基磺酸锡 53ml/l (原液含量300g/l) 15g/l
二价锡离子 16g/l 14-22g/l
甲基磺酸铅 24ml/l (原液含量450g/l)
二价铅离子 11g/l 9-13g/l
甲基磺酸 190g/l (原液含量950g/l) 140-180g/l
抗氧化剂 2.5g/l 1.5-3.5g/l
添加剂 40mil/l 30-50mi/l
液温 20-30℃
阴极电流密度 10-40ASF 20ASF

二、铅与氟硼之公害

上述新出现的甲基磺酸锡铅镀液，虽已排除蛋白冻的烦恼，但却仍未走出氟与硼公害的阴影。而令人担心的铅污染，却照样存在后患不已。上述各仅做为“抗蚀皮膜”用的电镀制程中为了要使“铅”溶解才用到氟硼酸，故只要把“铅”放弃掉，则“纯锡镀液”仅用稀硫酸即可配制，根本无需动用到氟硼酸，其二者之公害也就自然消弥于无形，当然更谈不到昂贵的有机磺酸液了。

三、铅污染与环保压力

1.用途
人类使用“铅”的历史很早，古罗马时就知道铅水管的用途。二十世纪中更是大量出现在铅酸蓄电池，汽油中添加四乙基铅(Pb(C2H5)4)当成避震剂，制造枪弹，用做焊料、水晶玻璃(多达30%的氧化铅)、白色颜料(以碱式碳酸铅为主，是一种价廉物美的白色涂料的主要成份，称为“铅白”)、杀虫剂、农药、活版印刷的铅字等，其公害来源可说在大皆有难以避免。

2.性质
铅在自然界中主要是以硫化铅(PbS，方铅矿)的型式存在，可在平炉中以高温还原法得到铅金属。新切出的铅表面，在空气中会迅速氧化而生成暗灰色的氧化铅(PbO)皮膜，而能保护铅内部不再受到一步的攻击。因又具柔软性容易加工，故可用于屋顶的防漏、水管内损，及电鉴包皮等场合。铅不易被盐酸及硫酸腐蚀，因其表面会生成一层不溶解的氯化物及硫酸盐。但却能溶于稀硝酸或浓硝酸中。

3.中毒
铅及其化合物都有毒，且会在人体内出现累积效果而引起中毒。对神经系统、肠胃、造血组织等都有严重影响。对于后者尤其敏感，那是因为血红毒中主要的血基质，其合成过程中所需的五种重要酵素，都会受到“铅抑制”之故。中毒常呈现面色苍白、神经烦燥、食欲减退、神经错乱等病症。血液中只要存在0.5PPm时即会发生贫血现象，到达0.8PPm时更将导致脑部疾病，如运动失调、昏睡、及痉击等情形。儿童体内甚至低到0.4PPm也会引发过敏、注意力不集中、智力下降等各种病情，而对未出生的胎儿其影响更大。铅对运动神经的侵害将引发如垂腕、垂足等病发，是中毒最先出现的征象。

4.环保
在全球环保意识抬头的今日，劳工及公众的卫生安全也跟着受到重视。目前环保署最新发布的“放流水标准”(民国82-87年适用)，其中铅的允许浓度只有1PPm而已。且近来“绿色计算机”(Green Computer)，“绿色板材”(Green Materials)，及“绿色制造”(Green Manufacturing)高唱云霄之际，各类制造业莫不尽量采纳“污染”少及“公害”少的原物料，设计及制程。电路板制程中所用到的“锡铅镀层”，及下游组装焊接所必备的“焊锡”(Solder)，都受到了无情的挑战。对PCB而言，想要取消“铅”的参与并不困难，由于二次铜后只要将耐蚀铅的阻剂换成镀纯锡就可以了。故而无需全盘改变大动干戈，对整体流程的冲击自然不大。至于另一种“无铅焊锡”可就没有那么简单了。

四、制程改变及SMOBC的兴起

电路板传统制程一向以“熔锡板”为主，对下游焊接打好基础。也就是在二次铜之后另做12-15分钟的电镀锡铅，经去阻剂及蚀刻后即得线路系统，并将其铅锡层在高温中加以熔合，称为“熔锡板”，现将其功用及缺点说明于下:

1.熔锡的功能
a.让熔锡沿沿线路导体的两侧流下，所有裸露的铜面都以熔锡予以披覆，使铜面在长期使用中受到进一步的保护，避免发生其他问题。
b.在高温熔合过程(Fusing)中，底铜与锡之间会迅速生成良性的“接口合金共化物(IMC:Intermattalic Compound Cu5Sn6)，而让板面的孔环、孔壁或焊垫均具备良好的“焊锡性”，有助于游的焊接组装。所采用的熔合制程有油熔法(或称炸油)、脏溶法、红外线熔合法、气相熔合法等。

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